题目内容

某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动．
图2是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时，得到的一条纸带，纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点．两点之间的距离，S1=9.6mm，S2=13.4mm，S3=17.3mm，S4=21.1mm，相邻两计数点的时间间隔为T．电源频率为50Hz．

（1）下列说法中正确的是
AD
AD
（双选）
A．电火花打点计时器用的是220V交流电源
B．实验中使用秒表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重锤受到阻力
（2）通过对纸带的分析，你认为自由落体运动是做
变速
变速
（填“匀速”、“变速”）运动．你的判断依据是：
在相等时间内，位移逐渐变大
在相等时间内，位移逐渐变大
．
（3）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达公式a=
(S3+S4)-(S1+S2)
4T2
(S3+S4)-(S1+S2)
4T2
，（用已知物理量符号表示），加速度大小a=
a=9.63 m/s2
a=9.63 m/s2
m/s2．（保留两位小数）
（4）打点计时器打下F点，求物体在F点的速度公式VF=
VF=
S3+S4
2T
VF=
S3+S4
2T
，（用已知物理量符号表示），大小为VF=
0.96 m/s
0.96 m/s
m/s（保留两位小数）
分析：（1）电火花计时器使用的是220V的交流电源，打点加速器每隔0.02s打一个点，可以直接读出两点的时间．做实验时，应先接通电源，后释放纸带．
（2）通过相等时间内的位移判断自由落体运动的性质．
（3）根据△x=aT2求加速度，a1=
s3-s1
2T2
，a2=
s4-s2
2T2
，然后求出加速度的平均值．
（4）某段时间内瞬时速度等于中间时刻的瞬时速度，根据这一推论求出F点的速度．
解答：解：（1）A、电火花打点计时器用的是220V交流电源，故A正确．
         B、打点计时器直接可以记录时间，不需秒表．故B错误．
         C、实验时应先接通电源，后释放纸带．故C错误．
         D、求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重锤受到阻力，使得加速度小于g．故D正确．故选AD．
（2）在相等时间内，纸带的位移越来越大．所以纸带做加速运动．
（3）由△x=aT2得，a1=
s3-s1
2T2
，a2=
s4-s2
2T2
，则a=
a1+a2
2
=
(S3+S4)-(S1+S2)
4T2
．代入数据得，a=9.63m/s2．
（4）F点的瞬时速度等于EG间的平均速度，所以VF=
S3+S4
2T
，代入数据得，v=0.96m/s．
故答案为：（1）AD （2）变速，在相等时间内，位移逐渐变大 （3）
(S3+S4)-(S1+S2)
4T2
，9.63 m/s2 ．（4）
VF=
S3+S4
2T
，0.96．
点评：解决本题的关键会对纸带进行处理，从纸带上会求瞬时速度和加速度．
练习册系列答案
相关题目
（1）某同学用如图1所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：

①先测出可视为质点的两材质相同滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ．
②用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B恰好紧靠桌边．
③剪断细线，测出滑块B做平拋运动的水平位移x1，滑块A沿水平桌面滑行距离为x2（未滑出桌面）．
为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们的字母
物体B下落的高度h
物体B下落的高度h
；如果动量守恒，需要满足的关系式为
Mx1
g
2h
═m
2gμx2
Mx1
g
2h
═m
2gμx2
．
（2）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究功和动能变化的关系，如图2所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．
（Ⅰ）实验中木板略微倾斜，这样做目的是
CD
CD
．
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D．可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动
（Ⅱ）实验主要步骤如下：
①测量
小车、砝码
小车、砝码
和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．
②将小车停在C点，接通电源，
静止释放小车
静止释放小车
，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．
③在小车中增加砝码，或增加钩码个数，重复②的操作．
（Ⅲ）下表是他们测得的一组数据，其中M1是传感器与小车及小车中砝码质量之和，|v
 
2
2
-v
 
2
1
|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是拉力F在A、B间所做的功．表格中△E3=
0.600
0.600
，W3=
0.610
0.610
 （结果保留三位有效数字）．
次数 M1/kg |v
 
2
2
-v
 
2
1
|/（m/s）2		 △E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动．
①下列有关操作的叙述正确的是
AC
AC

A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B．将打点计时器与直流低压电源连接
C．释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器
D．应先释放纸带，然后接通电源
②实验得到一条纸带，测得各点之间的距离如图2所示．已知电源频率为50Hz，则纸带中打A点到打F点的时间间隔是
0.1
0.1
s．从该纸带可知，重物下落的加速度大小a=
9.63
9.63
m/s2（a保留三位有效数字）．
某同学用如图1所示的实验装置进行“探究功与速度变化的关系”的实验．图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于长木板上．实验时，通过改变橡皮筋的条数让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…，通过打点计时器打下的纸带来测定小车获得的速度v1、v2、v3…．请回答下面几个问题：
（1）在本实验中，小车会受到阻力的作用，这时需要使木板倾斜作为补偿，下列操作正确的是
B
B
．
A．不挂橡皮筋，轻轻推一下小车，能够加速下滑即可
B．不挂橡皮筋，轻轻推一下小车，能够匀速下滑即可
C．小车在橡皮筋的拉力作用下，能够加速下滑即可
D．小车在橡皮筋的拉力作用下，能够匀速下滑即可
（2）用一根橡皮筋套住小车，拉至某个位置，先接通电源再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s．其中一次得到的纸带如图2所示，应选图中的
CD
CD
 段（填AB或CD）来计算小车的速度v，计算结果为v=
0.36
0.36
m/s．
（3）本实验使用的橡皮筋总数是6根，实验中W、v、v2的数据已记录在下面表格中，并根据数据画出了W-v和W-v2的图象如图3所示．甲、乙两个图象中，
乙
乙
图象可以比较直观地得出功与速度变化的关系．
W/W v/m?s-1 v2/m2?s-2
0 0 0
1 0.80 1.21
2 1.10 0.45
3 1.35 1.82
4 1.73 3.00
5 1.73 3.00
6 1.89 3.57
某同学用如图1所示的装置来探究重物下落运动是什么性质的运动．
图2是实验中利用打点计时器记录重物运动轨迹时，得到的一条纸带，纸带上的A点是从放手开始打下的点，某同学将选取的B，C，D，E，F五个计数点的数据记录如下表（t为A点到各计数点的时间，S为A点到各计数点的距离）
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计数点 t（s） T2 S（cm）
B 0.06 0.0036 1.69
C 0.12 0.0144 6.77
D 0.18 0.0324 15.23
E 0.24 0.0576 27.07
F 0.3 0.09 42.30
该同学根据上面的表格所记录的数据，在下列S-t2坐标图中描出一系列点，如图3所示，问：
（1）请根据该同学在上图描出的点作出S-t2图象
（2）由上面作出的图象，你认为重物下落运动是什么性质的运动？答：
 

（3）根据作出的图象得到重物下落运动的加速度为
 
m/s2
（4）请指出引起实验误差的主要原因
 
．

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